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钢模块单元承插式柱-柱节点弯剪承载力研究 被引量:2
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作者 周凌宇 魏宏远 +5 位作者 陈浩 王其良 张明亮 彭琳娜 王关朝 贺学军 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期93-107,共15页
提出一种新型承插式柱-柱节点,采用内外套筒作为上下钢管柱的拼接构件,仅通过高强对穿螺栓拼装,可以满足建筑结构装配化的需求.针对其在弯剪作用下的承载性能,设计并制作了三个足尺试件进行静力加载试验,获得了节点的受力特征、破坏模... 提出一种新型承插式柱-柱节点,采用内外套筒作为上下钢管柱的拼接构件,仅通过高强对穿螺栓拼装,可以满足建筑结构装配化的需求.针对其在弯剪作用下的承载性能,设计并制作了三个足尺试件进行静力加载试验,获得了节点的受力特征、破坏模式、极限承载力和应变分布等.建立数值模型,在验证数值模型正确性的基础上,对节点进行参数化分析,探讨了套筒灌浆、内套筒厚度、节点长度对节点极限承载力的影响.试验和数值模拟研究结果表明:内套筒近端板处至第一根竖向螺栓前是节点域传力的关键部位;套筒灌浆和减小节点长度能够延缓节点核心区应变发展,但影响程度有限;当保证节点长度和内外套筒相对抗弯刚度比一定时,套筒灌浆可使连接受力性能更优,极限承载力提高19.3%;控制其他参数相同,节点长度越大,“杠杆效应”越强,抗弯承载力也随之提高,节点长度由300 mm增加至600 mm,极限承载力提高15.1%;内套筒厚度越大,截面承载力的安全储备越高,内套筒厚度由8 mm增加至12 mm,极限承载力提高31.4%.基于“有限塑性发展强度准则”和“杠杆效应”理论提出了节点的抗弯承载力计算公式,通过和数值计算结果的对比,验证了计算式的准确性. 展开更多
关键词 柱-柱节点 静力试验 参数化分析 有限塑性发展强度准则 杠杆效应 极限承载力
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考虑SSI效应的吹填岛礁场地风机地震响应研究
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作者 蒲武川 田永强 朱泽奇 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第4期754-764,共11页
吹填珊瑚岛礁是我国南海疆域的重要陆地屏障,风机作为岛礁场地的供电设施,确保其地震安全性具有十分重要的意义。珊瑚砂的力学性质与一般陆相沉积物有明显区别,珊瑚砂土与风机结构的相互作用是影响风机结构地震响应的潜在因素之一,但目... 吹填珊瑚岛礁是我国南海疆域的重要陆地屏障,风机作为岛礁场地的供电设施,确保其地震安全性具有十分重要的意义。珊瑚砂的力学性质与一般陆相沉积物有明显区别,珊瑚砂土与风机结构的相互作用是影响风机结构地震响应的潜在因素之一,但目前还缺乏相关研究。本文采用Matasovic本构模型开发珊瑚砂的动力非线性本构,建立局部成层的三维吹填岛礁场地和NREL 5MW风机的非线性地震反应分析模型,设计刚性基础风机模型和考虑土—结构相互作用(Soil-Structure-Interaction,SSI)的风机-基础-地基整体模型,按持续时间和卓越频率选取四条代表性地震动,基于有限元模型对比分析不同地震动作用下风机的动力响应。计算分析表明:包含显著高频分量的地震动引起的吹填岛礁自由场的加速度响应更为显著,短持时的近断层地震动水平加速度放大系数平均为3.8,长持时的远断层地震动的平均放大系数为1.7;珊瑚岛礁和风机基础之间的SSI效应会增大风机的动力响应,在设防地震作用下,考虑SSI效应的塔筒位移最大增加0.24倍,应力增大0.87倍,剪力增大1.54倍,弯矩增大0.45倍,轴力增大0.23倍。吹填岛礁场地的风机地震响应分析应考虑SSI效应,以实现更可靠的抗震性能评估。 展开更多
关键词 珊瑚砂 吹填岛礁 风机 土—结构相互作用 场地地震效应
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高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能试验研究
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作者 楼国彪 陈丕旭 郑杰徽 《建筑结构》 北大核心 2025年第21期105-113,共9页
提出将高强钢应用于核心筒剪力墙,形成高强度钢板混凝土组合剪力墙,可显著提高核心筒的承载力,并适当减小核心筒的刚度,使核心筒和外框架的刚度比更为协调,提高经济性。为研究Q550B、Q460B、Q355B级钢板混凝土组合剪力墙的静力性能和抗... 提出将高强钢应用于核心筒剪力墙,形成高强度钢板混凝土组合剪力墙,可显著提高核心筒的承载力,并适当减小核心筒的刚度,使核心筒和外框架的刚度比更为协调,提高经济性。为研究Q550B、Q460B、Q355B级钢板混凝土组合剪力墙的静力性能和抗震性能,进行了静力与拟静力试验,得到了其在水平荷载作用下的破坏机理、承载力、延性、耗能能力等性能。试验结果表明:剪跨比为1.43的钢板混凝土组合剪力墙试件的破坏形态均为压弯破坏,墙体受压侧根部混凝土压溃、钢筋压屈;高强度钢板混凝土组合剪力墙滞回曲线饱满且稳定,具有良好的耗能能力和延性。随着钢材强度等级由Q355B提高至Q460B、Q550B,钢板混凝土组合剪力墙试件的屈服荷载、峰值荷载、极限荷载及对应的位移角均有较大的提高,而延性小幅下降。Q550B钢板混凝土组合剪力墙试件的最大位移角达到1/36,表明高强度钢板混凝土组合剪力墙具有较好的极限变形能力。 展开更多
关键词 高强度钢 组合剪力墙 静力性能 抗震性能 静力试验 拟静力试验
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某体育馆大跨弦支穹顶结构抗火性能分析
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作者 于敬海 李海培 +1 位作者 唐渝轩 张中宇 《建筑结构》 北大核心 2025年第17期24-30,共7页
以天津中医药大学体育馆工程为背景,考虑场馆空间内部布置情况,对体育馆屋盖大跨弦支穹顶结构进行抗火性能分析。首先分析弦支穹顶结构在常温下的力学性能,选择3种发生概率较大的最不利火灾场景,利用Pyrosim软件精确模拟弦支穹顶结构在... 以天津中医药大学体育馆工程为背景,考虑场馆空间内部布置情况,对体育馆屋盖大跨弦支穹顶结构进行抗火性能分析。首先分析弦支穹顶结构在常温下的力学性能,选择3种发生概率较大的最不利火灾场景,利用Pyrosim软件精确模拟弦支穹顶结构在火灾高温下产生的火灾温度场,得到温度场分布及变化速率的规律。然后将温度场转化为温度荷载施加在结构上,采用有限元方法计算分析结构在3种火灾场景下的抗火性能,得到节点位移、构件应力等力学响应的变化趋势,并与常温工况下结构的力学性能进行对比,分析关键构件位置。研究结果表明,结构在三种火灾场景中表现出明显的上拱与下陷变形特征,其中场景三构件应力损失最严重,最大位移超过容许挠度值,应作为重点防火设计场景。 展开更多
关键词 弦支穹顶结构 火灾温度场 火灾场景 抗火性能 Pyrosim软件
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扣压型不锈钢锁边支座抗拉拔承载力试验与数值分析
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作者 王静峰 高建发 +2 位作者 刘用 李慎尧 张泉谷 《工业建筑》 2025年第3期188-195,共8页
为提高直立锁边金属屋面支座抗风揭承载力,设计了一种扣压型不锈钢锁边支座,并通过三组拉拔试验获得了该支座不同连接部位的受力过程及破坏模式,研究了支座厚度对不同连接部位抗拉拔承载力的影响规律。研究结果表明:该扣压型不锈钢支座... 为提高直立锁边金属屋面支座抗风揭承载力,设计了一种扣压型不锈钢锁边支座,并通过三组拉拔试验获得了该支座不同连接部位的受力过程及破坏模式,研究了支座厚度对不同连接部位抗拉拔承载力的影响规律。研究结果表明:该扣压型不锈钢支座抗拉拔承载能力高于传统T形码支座,验证了该支座的有效性和可行性,且该扣压型支座底座自攻螺钉和弯钩扣合处连接承载力远高于弯弧段承载力,主要发生弯弧段拉直脱扣破坏。基于此建立了支座拉拔有限元模型,在验证模型可靠性的基础上,研究了支座弯弧段厚度、长度、直径和不锈钢材质等参数对支座弯弧段抗拉拔承载力的影响规律,即支座抗拉拔承载力随弯弧段厚度、长度以及不锈钢强度的增大而增大,随弯弧段直径的增大而减小。 展开更多
关键词 扣压型不锈钢锁边支座 金属屋面 拉拔试验 有限元模拟 破坏模式
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融合数字孪生与长短期记忆神经网络方法的混凝土水化热温度预测 被引量:2
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作者 殷新锋 李旭辉 +2 位作者 黄胄 陈勉 虞永杰 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期167-173,316,共8页
针对大体积混凝土水化过程的多变性和非线性,为预测混凝土水化热温度的趋势与峰值,提出基于数字孪生(Digital Twin,DT)和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的承台大体积混凝土水化热温度预测方法.该方法通过构建“物理... 针对大体积混凝土水化过程的多变性和非线性,为预测混凝土水化热温度的趋势与峰值,提出基于数字孪生(Digital Twin,DT)和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的承台大体积混凝土水化热温度预测方法.该方法通过构建“物理实体、虚拟实体、孪生数据、服务、链接”五个维度的承台大体积混凝土数字孪生模型,对混凝土水化过程中的关键参数进行实时监测和数据交互,确保有限元模型的准确性,并结合LSTM网络进行数据分析和预测.结果表明:数字孪生技术能通过数据交互更新出最优参数值,随着交互次数的增加,模型模拟值不断趋近实测结果;LSTM神经网络对混凝土温度变化情况预测较为准确,实测对比发现输出值与实测值最大差值为1.32℃,相差2.8%,训练结果的平均绝对误差均值为0.7624,决定系数最低达到0.9742. 展开更多
关键词 大体积混凝土 水化反应 LSTM 数字孪生五维模型 数据交互 温度预测
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基于Dynamo的Revit-Midas/Civil斜拉桥模型信息转换 被引量:2
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作者 蔡金标 刘鸾翔 +2 位作者 冯倩 何欣 徐荣桥 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期132-138,共7页
BIM模型不支持有限元计算,且BIM模型与有限元分析模型数据交互困难,故BIM技术正向设计过程中存在建模效率低、模型修改困难等问题,无法做到BIM结构设计与有限元力学分析一体化,增加了结构模型建模与纠错成本.本文依托Revit和Midas/Civi... BIM模型不支持有限元计算,且BIM模型与有限元分析模型数据交互困难,故BIM技术正向设计过程中存在建模效率低、模型修改困难等问题,无法做到BIM结构设计与有限元力学分析一体化,增加了结构模型建模与纠错成本.本文依托Revit和Midas/Civil软件平台,在Dynamo环境下采用IronPython语言设计了一套Revit-Midas/Civil的模型信息转换程序.以博士大桥主桥为对象,通过程序自动实现:1)Revit模型桥梁构件分解、截面特性计算、拉索及梁塔弹性连接处理,并转换成适用于Midas/Civil的语言格式MCT文件,实现了Revit向Midas/Civil模型信息自动转换;2)将有限元计算结果反馈到Revit模型中,对作用效应信息按数值大小赋予渐变颜色,实现了在BIM模型中显示有限元分析结果的展示功能.本文程序可实现Revit-Midas/Civil模型信息转换,有效提高了BIM正向应用效率,弥补了BIM技术在桥梁结构分析方面的不足. 展开更多
关键词 斜拉桥 模型转换 Dynamo混合编程 REVIT MIDAS/CIVIL
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基于机器学习的钢筋混凝土矩形柱破坏模式预测研究 被引量:1
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作者 张海 马小平 +2 位作者 苏三庆 王威 蔡玉军 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期48-57,共10页
针对传统分析方法识别效果差、数据依赖性强等问题,以既有试验数据为基础,建立矩形截面钢筋混凝土柱的数据库,应用K邻近、随机森林、支持向量机、梯度提升决策树、深度神经网络等机器学习算法,实现矩形柱破坏模式的有效识别与预测。借... 针对传统分析方法识别效果差、数据依赖性强等问题,以既有试验数据为基础,建立矩形截面钢筋混凝土柱的数据库,应用K邻近、随机森林、支持向量机、梯度提升决策树、深度神经网络等机器学习算法,实现矩形柱破坏模式的有效识别与预测。借助机器学习强大的自学习、自适应能力,精准预测钢筋混凝土矩形柱的破坏模式,并为震后结构的维修加固与损伤评估提供依据。结果表明:机器学习技术对弯曲破坏均有良好的识别效果,随机森林和梯度提升决策树算法的准确率和回归率均达到100%,可用于矩形柱弯曲破坏模式的精准预测;机器学习技术对于剪切破坏的识别效果差别不大,准确率均达66.67%,K邻近、支持向量机、梯度提升决策树的回归率最高,达到100%;对于弯剪破坏模式,随机森林和梯度提升决策树的准确率最高,达到83.33%,支持向量机的预测效果较差。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 矩形截面柱 机器学习 破坏模式预测 试验数据
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空间网格空腹夹层板结构创新与实践最新进展 被引量:1
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作者 陈红鸟 杨瑛 +4 位作者 田鹏刚 周正荣 陈靖 魏艳辉 马克俭 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期1-20,共20页
为了解决大跨度空腹网架结构抗剪刚度不足的问题,贵州大学马克俭教授于20世纪90年代创新地提出了空腹夹层板结构。通过减小竖杆的高宽比,使之形成“超短柱”,即剪力键,利用剪力键连接上、下肋协同受力,从而使空腹夹层板结构具有较大的... 为了解决大跨度空腹网架结构抗剪刚度不足的问题,贵州大学马克俭教授于20世纪90年代创新地提出了空腹夹层板结构。通过减小竖杆的高宽比,使之形成“超短柱”,即剪力键,利用剪力键连接上、下肋协同受力,从而使空腹夹层板结构具有较大的剪切刚度,其整体力学特性介于密肋井字楼盖与空腹网架之间。系统回顾了空腹夹层板结构的发展历程,介绍了该结构的组成和分类,总结了该结构的几何和力学特点,归纳了现有的理论分析方法与技术规程、结构优势及工程应用案例,尤其是2010年以后的工程实践进展;最后,对空腹夹层板结构体系的应用前景进行展望。空腹夹层板结构具有大跨度灵活划分空间、节约层高、降低结构自重、节省建筑用材、空腹可穿越管线等诸多优势,在全国30个省(市、自治区)的实际工程应用面积已达300余万平方米,节约建设资金超过2亿元。空腹夹层板结构体系的理论及实践创新体现了新时代的科技自立自强,采用多高层大跨度空腹夹层板楼盖结构可节约土地资源,对促进我国生态文明建设有重要意义。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 空腹夹层板 大跨度结构 多高层建筑 网格结构
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多类混凝土损伤比强度理论及塑性-损伤模型研究进展与应用 被引量:2
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作者 丁发兴 吴霞 +7 位作者 吕飞 王文君 孙浩 SADAT Said Ikram 许云龙 王恩 王莉萍 余志武 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期690-711,共22页
为完善混凝土强度理论和塑性-损伤模型,通过参考岩石损伤比强度理论,根据现有普通混凝土、再生混凝土、轻骨料混凝土和纤维混凝土等多类混凝土多轴强度试验数据,推荐损伤比变量中的五经验系数取值,完善多类混凝土损伤比强度理论并揭示... 为完善混凝土强度理论和塑性-损伤模型,通过参考岩石损伤比强度理论,根据现有普通混凝土、再生混凝土、轻骨料混凝土和纤维混凝土等多类混凝土多轴强度试验数据,推荐损伤比变量中的五经验系数取值,完善多类混凝土损伤比强度理论并揭示约束混凝土工作原理。分析表明,随着静水压力的增加,混凝土压损伤比将由单轴受压时为1左右线性递减至小于0.5,八面体剪应力先增大后减小,轴向峰值应力提升为某一定值,压损伤比取值减小引发非弹性体积膨胀减小至不变,因而导致混凝土由单轴受压脆性破坏向多轴受压塑性破坏转变,该理论为钢管混凝土柱中发挥混凝土耗能潜力提供理论依据。依据混凝土损伤比强度理论,确定多类混凝土塑性-损伤模型中的三轴强度参数,包括膨胀角、拉压子午线强度比值和二轴等压与单轴抗压强度比值,并建议常温静力荷载下多类混凝土的单轴受压、受拉应力-应变曲线方程及其参数表达式,常温地震荷载下普通混凝土的单轴受压、受拉应力-应变曲线方程及其参数表达式,以及火灾升温环境下普通混凝土的单轴受压、受拉应力-应变曲线方程及其参数表达式,建立约束混凝土三轴塑性-损伤模型。介绍多类混凝土塑性-损伤模型在钢-混凝土组合结构有限元模型中的应用,模型中混凝土采用实体单元而钢管与钢梁采用壳单元,可模拟钢管与混凝土之间的界面滑移与约束作用,当采取增强约束拉筋强柱构造方法时可提升钢管混凝土柱及其结构的承载力、抗震与抗火性能。 展开更多
关键词 混凝土 损伤比 强度理论 塑性-损伤模型 三轴参数 应力-应变曲线 实体-壳单元模型
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输电塔半刚性连接钢管构件轴压稳定性能研究 被引量:2
11
作者 李正良 唐正奇 +3 位作者 杨靖波 俞登科 冯衡 郭莹 《工程力学》 北大核心 2025年第1期174-188,共15页
为了研究输电塔半刚性连接钢管构件的轴压稳定性能,对60根钢管试件进行了轴压试验,分析了其失稳破坏模式和稳定承载力,并与现行设计规范计算的承载力进行了对比;建立了半刚性连接钢管构件的有限元模型,经与试验结果对比验证后开展了参... 为了研究输电塔半刚性连接钢管构件的轴压稳定性能,对60根钢管试件进行了轴压试验,分析了其失稳破坏模式和稳定承载力,并与现行设计规范计算的承载力进行了对比;建立了半刚性连接钢管构件的有限元模型,经与试验结果对比验证后开展了参数分析,研究了初始转动刚度、径厚比、材料强度以及初始缺陷对半刚性连接钢管构件的稳定系数-长细比曲线的影响;基于有限元分析的结果提出了半刚性连接钢管构件的轴压稳定计算公式。研究结果表明:半刚性连接构件的试验稳定承载力均大于铰接构件的试验稳定承载力,在所有试验工况中两者的相对差距最小为5.6%;中国和美国现行设计规范计算得到的钢管构件稳定承载力总体偏保守,分别约为试验结果的0.78倍和0.89倍;影响半刚性连接钢管构件稳定承载力的主要因素为长细比、初始转动刚度以及边界条件;提出的半刚性连接钢管构件轴压稳定计算公式能准确地预测其稳定系数并具有良好的适用性,可为实际工程提供参考。 展开更多
关键词 输电塔 钢管构件 半刚性连接 轴压试验 稳定承载力 有限元分析
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Q460高强钢焊接波形钢腹板梁的剪切性能研究 被引量:1
12
作者 刘勇 冀伟 +1 位作者 赵彦华 杨文娟 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期234-242,共9页
Q460高强钢焊接波形钢腹板抗剪强度的计算是波形钢腹板组合梁桥设计的关键问题。本文综合考虑焊接残余应力、初始几何缺陷和几何参数的影响,通过数值模拟的方法对3种常用波型的Q460高强钢波形钢腹板梁进行了非线性剪切屈曲研究。通过对... Q460高强钢焊接波形钢腹板抗剪强度的计算是波形钢腹板组合梁桥设计的关键问题。本文综合考虑焊接残余应力、初始几何缺陷和几何参数的影响,通过数值模拟的方法对3种常用波型的Q460高强钢波形钢腹板梁进行了非线性剪切屈曲研究。通过对比有限元模型的计算值和试验实测值,证明了有限元模型的正确性;分析了焊接残余应力和初始几何缺陷对高强钢焊接波形钢腹板梁抗剪强度的影响;将有限元结果与既有的波形钢腹板梁抗剪强度计算公式进行比较,并提出了抗剪强度下限计算公式。结果表明:所建立的有限元模型可用于计算波形钢腹板梁的初始刚度、极限抗剪强度、荷载-位移曲线和残余抗剪强度;焊接残余应力对抗剪强度影响较小,初始几何缺陷则具有显著影响,影响程度在剪切长细比λ_(s)>0.6后愈发明显;随着腹板厚度的增加,波形钢腹板的初始刚度和抗剪强度显著提升;波形钢腹板高度越小,钢材的利用率和残余抗剪强度越高;波形钢腹板的残余抗剪强度与波纹深度无关,而与破坏模式有关。研究成果可为高强钢焊接波形钢腹板梁抗剪强度计算与分析提供参考。 展开更多
关键词 波形钢腹板 高强钢 剪切强度 非线性 焊接残余应力 初始几何缺陷 参数分析 数值模拟
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既有建筑抗震韧性提升方法研究 被引量:2
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作者 翟长海 丁俊男 +2 位作者 史铁花 王代玉 黄颖 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第1期18-27,共10页
建筑是维持城市经济、文化、社会及生活功能的重要基石,是保证城市抗震韧性的基础。建筑抗震韧性不仅取决于建筑结构的抗震能力,也取决于非结构构件与设备等影响建筑功能各要素。目前既有建筑的抗震韧性提升方法尚处于空白。文中阐述了... 建筑是维持城市经济、文化、社会及生活功能的重要基石,是保证城市抗震韧性的基础。建筑抗震韧性不仅取决于建筑结构的抗震能力,也取决于非结构构件与设备等影响建筑功能各要素。目前既有建筑的抗震韧性提升方法尚处于空白。文中阐述了既有建筑抗震韧性提升的基本思路,提出了以保证结构安全、满足预定功能和能够快速恢复为目标的既有建筑抗震韧性提升方法,建立了考虑建筑使用功能和后续工作年限的既有建筑抗震韧性提升目标,构建了“五步骤”既有建筑抗震韧性提升方法。最后以某建筑的抗震韧性提升为例,初步验证了方法的合理性和可行性。文中研究将为提升建筑及桥梁、隧道等单体基础设施的抗震韧性提供可行思路。 展开更多
关键词 既有建筑 抗震韧性提升 韧性提升等级 韧性目标 提升方法
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钢桥塔中锚室焊接变形预测与工艺优化 被引量:2
14
作者 强斌 谢云杰 +4 位作者 雷电 杨洪 陈虎 郭红艳 李亚东 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期459-467,共9页
为优化钢桥塔中锚室的焊接工艺,减小焊接变形,采用Abaqus有限元软件对马鞍山公铁两用长江大桥钢塔中锚室的焊接过程进行了仿真模拟。与三维激光扫描所测实际焊接变形进行对比,仿真结果相对误差基本小于20%,验证了模拟的合理性。进而系... 为优化钢桥塔中锚室的焊接工艺,减小焊接变形,采用Abaqus有限元软件对马鞍山公铁两用长江大桥钢塔中锚室的焊接过程进行了仿真模拟。与三维激光扫描所测实际焊接变形进行对比,仿真结果相对误差基本小于20%,验证了模拟的合理性。进而系统分析了焊接方向、焊接顺序及边界约束对中锚室焊接变形的影响,建立了涵盖128组焊接变形的数据库。通过深度神经网络算法,对焊接工艺参数进行优化筛选,获得最优工艺组合,最大变形值较初始焊接工艺下的变形值降低约40%。优化后的焊接工艺能够有效减少焊接变形,提高制造精度,可为钢桥塔的实际焊接提供可靠的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 钢桥塔中锚室 焊接变形预测 三维激光扫描 深度神经网络 焊接工艺优化
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钢管混凝土混合柱抗震性能试验研究 被引量:1
15
作者 袁辉辉 程军 +3 位作者 吴庆雄 杜雨鸿 陈宝春 吴祎贤 《工程力学》 北大核心 2025年第3期167-180,共14页
钢管混凝土(CFST)混合柱是在柱底一定高度内采用钢筋混凝土(RC)腹板、其余节段采用空钢管缀杆连接CFST柱肢的一种新型组合结构。为研究CFST混合柱的抗震性能,以RC腹板高度系数(腹板高度与柱高的比值)和柱肢纵向间距为参数,进行了6个CFS... 钢管混凝土(CFST)混合柱是在柱底一定高度内采用钢筋混凝土(RC)腹板、其余节段采用空钢管缀杆连接CFST柱肢的一种新型组合结构。为研究CFST混合柱的抗震性能,以RC腹板高度系数(腹板高度与柱高的比值)和柱肢纵向间距为参数,进行了6个CFST混合柱试件的拟静力试验。研究结果表明:水平低周反复荷载作用下,CFST混合柱的抗震性能良好,荷载-位移滞回曲线呈饱满梭形,主要破坏形式表现为格构段的剪切型破坏、柱肢塑性铰区域钢管的局部鼓曲变形以及RC腹板顶部刚度过渡段混凝土开裂、剥落;当RC腹板高度系数从0.0变化到0.3时,CFST混合柱的塑性铰区域由柱底截面上移至RC腹板顶部,试件弹性刚度和水平峰值荷载分别增大了约53%和31%,极限位移延性系数略微提高了约5%;而当RC腹板高度系数从0.3变化至0.7时,CFST混合柱的塑性铰区域均出现在RC腹板顶部,试件弹性刚度和水平峰值荷载显著增大,分别增加了约172%和98%,相同位移下的累积滞回耗能也明显增加,但极限位移延性系数减少了约16%;当柱肢纵向间距从650 mm减小至250 mm,柱肢塑性铰区域由RC腹板顶部转移至柱底截面,且结构的破坏形态逐渐转变为整体失稳破坏,弹性刚度和水平峰值荷载分别减小了约67%和47%。根据结构受力特点,提出了CFST混合柱水平承载力计算方法,得到的计算值与试验值吻合较好。 展开更多
关键词 钢管混凝土混合柱 拟静力试验 腹板高度系数 柱肢纵向间距 抗震性能 水平承载力
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基于GAWOA-XGBoost改进模型的植被混凝土生境基材配合比研究 被引量:1
16
作者 周明涛 童温亮 +3 位作者 章涵 刘黎明 王瑞红 石立 《土木工程学报》 北大核心 2025年第7期98-109,共12页
传统植被混凝土生境基材配合比设计通常依据个人主观经验,规范化与标准化有所欠缺,随着技术的发展,应明确不同工况条件下最优配合比,以规范工程实践与提升工程质量。文章通过现场案例及室内试验分析得出合理基材组配,并根据基材物理、... 传统植被混凝土生境基材配合比设计通常依据个人主观经验,规范化与标准化有所欠缺,随着技术的发展,应明确不同工况条件下最优配合比,以规范工程实践与提升工程质量。文章通过现场案例及室内试验分析得出合理基材组配,并根据基材物理、化学和力学性能探究了不同年均降雨量、边坡坡度和种植土用量工况条件下各组分用量间的影响。为提高调参效率,结合遗传算法(GA)与鲸鱼优化算法(WOA)优化XGBoost模型超参数,通过GAWOA-XGBoost改进模型建立植被混凝土组分与性能之间的关系,并基于NSGA-Ⅱ算法求得各工况条件下的最优配合比。研究表明,加大水泥用量可增强基材强度和抗冲刷性,改良剂有助于调节基材酸碱环境,有机肥和有机料用量的增加则可提高基材养分含量和连通孔隙率。对比验证结果表明GAWOA-XGBoost改进模型能有效建立基材组分用量与基材性能之间的映射关系,由NSGA-Ⅱ算法所得不同工况条件下的植被混凝土配合比性能符合国家现行规范要求。 展开更多
关键词 植被混凝土 组分 GAWOA-XGBoost改进模型 影响规律 配合比
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考虑环境温度的钢管约束混凝土柱拟静力试验研究 被引量:1
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作者 王力 潘启仁 +3 位作者 顾皓玮 胡琦 虞庐松 李子奇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期155-168,共14页
为研究不同环境温度下钢管约束混凝土(steel tube confined concrete,STCC)柱的抗震性能,开展了9根不同温度工况下的STCC柱拟静力试验,分析各试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,揭示环境温度对STCC柱抗震性能的影响机理。针对现行S... 为研究不同环境温度下钢管约束混凝土(steel tube confined concrete,STCC)柱的抗震性能,开展了9根不同温度工况下的STCC柱拟静力试验,分析各试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,揭示环境温度对STCC柱抗震性能的影响机理。针对现行STCC骨架曲线模型计算方法中未考虑环境影响的不足,基于试验和有限元计算结果,提出了考虑环境温度影响的STCC理论骨架曲线特征点温度修正计算公式。结果表明:环境温度变化引起的STCC材料变异和温度附加套箍效应对试件水平承载力和延性影响显著,环境高温(60℃)会使核心混凝土强度降低,且在钢-混凝土界面易发生脱粘脱空,导致试件承载力和延性分别下降9.4%、12.2%;低温(-40℃)工况下,由于核心混凝土强度提高,同时外壁钢管对核心混凝土的约束作用加强,使试件承载力提升18.7%,但其延性最大降低47.2%,对抗震产生不利影响;所提考虑环境温度影响的STCC理论骨架曲线具有较好的可靠性和精度,可为高寒大温差地区该类型结构的抗震设计提供必要理论依据。 展开更多
关键词 钢管约束混凝土(STCC) 环境温度 拟静力试验 理论骨架曲线 温度附加套箍效应
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SRPE管约束GFRP海砂混凝土柱的轴压力学性能研究 被引量:1
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作者 霍静思 王志滨 +2 位作者 李鑫雷 吴扬杭 高剑平 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期14-25,共12页
采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了钢骨架增强聚乙烯(SRPE)管约束玻璃纤维增强塑料(GFRP)海砂混凝土柱的力学性能和受力机理。通过24个轴压短柱试验,研究SRPE管钢丝体积配箍率、混凝土强度和GFRP箍筋间距等参数对组合柱力学性能的... 采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了钢骨架增强聚乙烯(SRPE)管约束玻璃纤维增强塑料(GFRP)海砂混凝土柱的力学性能和受力机理。通过24个轴压短柱试验,研究SRPE管钢丝体积配箍率、混凝土强度和GFRP箍筋间距等参数对组合柱力学性能的影响规律;在确定合理材料本构模型的基础上,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟和参数分析。结果表明:在试验参数范围内组合柱虽均发生剪切破坏,但仍具有较好的延性,说明SRPE管和GFRP箍筋对海砂混凝土形成了良好的约束效应;有限元数值参数分析结果表明,提高环向钢丝体积配箍率能显著提升峰值承载力、剩余承载力和延性,提高混凝土强度能显著提升峰值承载力、剩余承载力和弹性刚度,但延性明显降低,其他参数对组合柱力学性能的影响程度不显著;基于参数分析结果,提出了组合柱轴压承载力和峰值应变简化计算式,可为类似工程实践提供参考。 展开更多
关键词 SRPE管 GFRP筋 海砂混凝土 组合柱 轴压承载力 简化计算
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矿坑生态修复利用工程长沙冰雪世界重载钢屋盖结构选型研究 被引量:1
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作者 张耀康 顾乐明 周健 《建筑结构》 北大核心 2025年第17期1-7,共7页
矿坑生态修复利用工程长沙冰雪世界项目在废弃的矿坑内建造。针对大跨度重载钢屋盖结构设计的关键问题,进行了多方案比选研究。采用方案比选方法,系统分析了结构材料、结构柱数量、主桁架与环桁架横截面形式、次桁架布置间距、次桁架弦... 矿坑生态修复利用工程长沙冰雪世界项目在废弃的矿坑内建造。针对大跨度重载钢屋盖结构设计的关键问题,进行了多方案比选研究。采用方案比选方法,系统分析了结构材料、结构柱数量、主桁架与环桁架横截面形式、次桁架布置间距、次桁架弦杆节间距离及支撑布置方案对结构性能和用钢量的影响。研究结果表明:钢结构相较于混凝土结构可显著降低自重;七柱方案较五柱方案节省用钢量约15%,且在建筑效果与造价间取得平衡;主桁架和环桁架采用空间桁架形式(立体矩形桁架、倒三角桁架)具有更强的抗扭能力和冗余度;次桁架采用6m间距、6m弦杆节间距离方案用钢量更优;支撑分散间隔布置方案较集中布置可显著提高抗连续倒塌性能。大跨重载屋盖选用桁架体系配合支撑钢框架是合理可行的;空间桁架、多管组合支承柱的使用以及支撑的分散布置,是提升结构安全性、经济性和满足建筑功能需求的关键技术措施。 展开更多
关键词 长沙冰雪世界 重载钢屋盖 大跨结构 结构选型 桁架
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高强钢筋增强UHPC-CFST组合桥墩抗震性能研究 被引量:1
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作者 郑仁亮 庄一舟 +1 位作者 张仁巍 曾武华 《浙江工业大学学报》 北大核心 2025年第1期40-51,共12页
采用有限元软件ABAQUS,开展了高强钢筋增强UHPC-CFST组合桥墩的抗震数值建模分析,通过与已有试验结果的对比,验证了建模方法的准确性。在此基础上,分析了轴压比、UHPC强度、UHPC厚度和钢管屈服强度等参数对组合桥墩受力性能的影响规律,... 采用有限元软件ABAQUS,开展了高强钢筋增强UHPC-CFST组合桥墩的抗震数值建模分析,通过与已有试验结果的对比,验证了建模方法的准确性。在此基础上,分析了轴压比、UHPC强度、UHPC厚度和钢管屈服强度等参数对组合桥墩受力性能的影响规律,并给出了各参数的建议取值范围。研究结果表明:增大轴压比和纵筋配筋率可提升组合桥墩的水平承载力和耗能能力,然而会限制试件的变形;提高UHPC强度和UHPC厚度,组合桥墩的水平承载力和位移延性系数均呈现出先增大后减小的趋势;提升钢管屈服强度可稳步增强组合桥墩的水平承载力;增加钢管厚度可明显提升组合桥墩的抗震性能,而体积配箍率和混凝土强度对组合桥墩的抗震性能影响较小。基于分析数据样本,采用多元非线性回归分析得到水平峰值荷载和位移延性系数的计算方法,公式计算值与有限元分析值吻合良好。 展开更多
关键词 高强钢筋 超高性能混凝土 钢管混凝土柱 有限元 计算方法
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